Τήξη, πήξη ,εξάτμιση, Βρασμός,

κατάλογος

 Τήξη: 

ειδικά στη Φυσική ονομάζεται η μετατροπή στερεού υλικού σε υγρό, αποτελεί μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης (κατάσταση της ύλης).

Καθώς θερμαίνεται ένα στερεό τα σωματίδιά του που συγκροτούν αυτό αρχίζουν να ταλαντώνονται όλο και ταχύτερα. Έτσι σιγά σιγά υπερνικούν τις μεταξύ τους ελκτικές δυνάμεις που τα συγκρατούν στις πρότερες θέσεις ισορροπίας τους με αποτέλεσμα το στερεό να λιώνει. Μια καθαρή στερεή ουσία θα λιώσει σε καθορισμένη θερμοκρασία που λέγεται σημείο τήξης ή «θερμοκρασία τήξης».

Συνήθως το σημείο τήξης δίνεται σε κανονικές συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης και είναι το ίδιο με το σημείο πήξης για την ίδια πάντα ουσία.

Κατά τη διάρκεια της τήξης ενός στερεού, η θερμοκρασία μένει σταθερή στη θερμοκρασία τήξης αυτού του υλικού.

Πήξη ή στερεοποίηση:

 τόσο στη Φυσική όσο και στη Χημεία ονομάζεται η μετατροπή ενός ρευστού (υγρού ή αερίου) σε στερεό, αποτελεί δε μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης (κατάσταση της ύλης).

Όταν ψύχεται ένα υγρό, οι δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων που το συγκροτούν, γίνονται όλο και πιό ισχυρές καθώς μειώνεται η κίνησή των μορίων (Κίνηση Μπράουν) έτσι ώστε στο τέλος το υγρό στερεοποιείται. Μια καθαρή ουσία παγώνει (στερεοποιείται) στην ίδια πάντα θερμοκρασία, η οποία ονομάζεται σημείο πήξης ή θερμοκρασία πήξης.
Για παράδειγμα το χημικά καθαρό νερό παγώνει (στερεοποιείται) στους 0° C (ή 32° F).

Το σημείο πήξης είναι η θερμοκρασία στην οποία συντελείται η στερεοποίηση, όταν η πίεση υπό την οποία εξελίσσεται η διαδικασία ισούται με μία ατμόσφαιρα (ίση δηλαδή με την πίεση σε κανονικές συνθήκες). Το σημείο πήξης ισούται, συνήθως, με το σημείο τήξης για την ίδια χημική ουσία (χημικό στοιχείο ή χημική ένωση). Εξαιρέσεις υλικών, για τα οποία διαφοροποιούνται τα δύο αυτά σημεία αλλαγής της κατάστασης ρευστότητας της ύλης, αποτελούν περιπτώσεις μιγμάτων ή κάποιων οργανικών ενώσεων όπως τα λίπη, όπου το σημείο πήξης είναι χαμηλότερο του σημείου τήξης.

Στα άμορφα στερεά, όπως το γυαλί και κάποια άμορφα πολυμερή, δεν υπάρχει ένα καλά καθορισμένο σημείο πήξης, αλλά υφίσταται ένα εύρος θερμοκρασιών στο οποίο γίνεται η μετάβαση από συμπεριφορά ρευστού σε συμπεριφορά στερεού, σε μια διαδικασία που ονομάζεται υαλώδης μετάπτωση[1]. Η στερεοποίηση στα άμορφα στερεά δεν αποτελεί μια με την αυστηρή έννοια αλλαγή φάσης. Προσδιορίζεται (συμβατικά) μια θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, συνήθως ως το σημείο τομής των καμπυλών θερμοκρασίας-πυκνότητας που χαρακτηρίζουν τη ρευστή και στερεή κατάσταση αντίστοιχα. Το σημείο υαλώδους μετάπτωσης είναι πάντα χαμηλότερο του αντίστοιχου σημείου πήξης (αν υπάρχει τέτοιο, δηλαδή αν υπάρχει και κρυσταλλική μορφή του υπό εξέταση στερεού).

Η πήξη ειδικά στη μεταλλουργία αποτελεί μείζονος σημασίας στάδιο τόσο στη διαδικασία της χύτευσης όσο και της συγκόλλησης μετάλλων και κραμάτων όπου παρεμβαίνουν πολλοί παράμετροι στη διαδικασία του μετασχηματισμού τους, όπως π.χ. μεταβολή του όγκου τους, η ανακατανομή των δομικών μονάδων τους κ.λπ.

Η εξάτμιση:

είναι η διαδικασία με την οποία ένα υγρό σώμα μετατρέπεται σε αέριο χωρίς να βράσει.

Κατά την εξάτμιση, μόρια που βρίσκονται στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού και που έχουν αρκετή κινητική ενέργεια, ξεφεύγουν από την έλξη των υπολοίπων μορίων και έτσι κινούνται πλέον ελεύθερα στο χώρο πάνω από την επιφάνεια του υγρού. Έτσι τα μόρια περνούν στην αέρια φάση.

Η εξάτμιση είναι μια διαδικασία ψύξης, των υπολοίπων μορίων που δεν εξατμίζονται. Καθώς φεύγουν από το υγρό μόρια με μεγάλη κινητική ενέργεια, η μέση κινητική ενέργεια των υπολοίπων μορίων του υγρού ελαττώνεται, οπότε ελαττώνεται και η θερμοκρασία του. (Αυτό εύκολα το καταλαβαίνουμε αν ρίξουμε λίγο οινόπνευμα στα χέρια μας οπότε αυτά δροσίζονται ή πιο απλά από το ότι κρυώνουμε όταν είμαστε βρεγμένοι στο μπάνιο).

Τα δύο βασικά χαρακτηριστικά της εξάτμισης που την διαφοροποιούν από το βρασμό είναι τα εξής:

1.   Η εξάτμιση γίνεται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, πάντα κάτω από το σημείο βρασμού της ουσίας.

2.   Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την επιφάνεια του υγρού. Στο βρασμό έχουμε τη δημιουργία φυσαλίδων αερίου σε όλο τον όγκο του υγρού.

Η εξάτμιση εξαρτάται από τους εξής παράγοντες:

1.   Από το είδος του υγρού: Κάποια υγρά έχουν τη τάση να εξατμίζονται πιο εύκολα από κάποια άλλα, με άλλα λόγια είναι πιο πτητικά. Για παράδειγμα το οινόπνευμα, η βενζίνη είναι πτητικά υγρά, το νερό είναι λιγότερο πτητικό, ενώ το ελαιόλαδο δεν είναι πτητικό.

2.   Από τη θερμοκρασία: Η αύξηση της θερμοκρασίας ευνοεί την εξάτμιση. Είναι κοινή εκτίμηση ότι το καλοκαίρι τα πλυμένα ρούχα στεγνώνουν πιο γρήγορα απ’ ότι το χειμώνα.

3.   Από την επιφάνεια του υγρού. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ενός υγρού τόσο πιο γρήγορα πραγματοποιείται η εξάτμισή του.

4.   Από την πυκνότητα του περιβάλλοντος αερίου σε μόρια του υγρού που εξατμίζεται. Όσο μεγαλύτερη είναι η ατμοσφαιρική υγρασία τόσο πιο δύσκολα στεγνώνουν τα ρούχα. Επίσης όσο μεγαλύτερη είναι η άπνοια τόσο περισσότερα μόρια εξατμισμένου νερού συγκεντρώνονται και μεγαλώνει τοπικά η υγρασία.

·                    Η μέτρηση της εξάτμισης μεγάλων επιφανειών γίνεται με ειδικά μετεωρολογικά όργανα που λέγονται εξατμησίμετρα.

Βρασμός, ή ζέση

τόσο στη Φυσική όσο και στη Χημεία ονομάζεται η μετατροπή της μάζας μιας ποσότητας υγρού σε αέριο. Αποτελεί δε μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης (κατάσταση της ύλης). Διακρίνεται από την εξάτμιση από το γεγονός ότι στο βρασμό έχουμε δημιουργία φυσαλίδων αερίου σε όλο τον όγκο του υγρού, ενώ στην εξάτμιση έχουμε διαφυγή μορίων του υγρού μόνο από την επιφάνειά του.

Καθώς θερμαίνεται ένα υγρό τα σωματίδιά του που συγκροτούν αυτό αρχίζουν να ταλαντώνονται όλο και ταχύτερα. Έτσι σιγά σιγά υπερνικούν τις μεταξύ τους ελκτικές δυνάμεις που τα συγκρατούν στις πρότερες θέσεις ισορροπίας τους με αποτέλεσμα το υγρό ν’ αρχίζει να βράζει. Η θερμοκρασία στην οποία βράζει μια καθαρή υγρή ουσία λέγεται σημείο βρασμού (Σ.Β.), ή «θερμοκρασία βρασμού». Συνεπώς κάθε καθαρή ουσία έχει συγκεκριμένο σημείο βρασμού ή σημείο ζέσεως (Σ.Ζ.).

Πάντως, το σημείο βρασμού εξαρτάται από την πίεση του αέρα (ή του αερίου) που περιβάλλει το υγρό. Για παράδειγμα το νερό βράζει στους 100° C (ή 212° F) στο επίπεδο της θάλασσας. Αντίθετα, σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο όπου εκεί η ατμοσφαιρική πίεση είναι μικρότερη το «σημείο βρασμού» είναι αισθητά χαμηλότερο. Για παράδειγμα στη κορυφή του Έβερεστ όπου η ατμοσφαιρική πίεση είναι 0,35 ατμόσφαιρες το Σ.Β του νερού είναι 80°C.

Συνήθως το σημείο βρασμού δίνεται σε κανονικές συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης εξ ου λεγόμενο και κανονικό σημείο βρασμού που είναι πάντα το ίδιο για την ίδια καθαρή ουσία (απαλλαγμένη από προσμίξεις). Εξ αυτού του γεγονότος οι τιμές των Σ.Β. των διαφόρων καθαρών ουσιών μπορούν να αποτελέσουν και μέτρα της θερμοκρασίας.

Οι λεγόμενες «πέτρες βρασμού» τις οποίες προσθέτουμε αρκετές φορές σε κάποιο υγρό έχουν σκοπό την αποφυγή δημιουργίας ενός υπέρθερμου υγρού το οποίο αρχίζει να βράζει «ξαφνικά» σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από την αναμενόμενη, που τούτο συμβαίνει όταν πρόκειται για καθαρή ουσία.

Στη Μεταλλουργία ο όρος βρασμός χαρακτηρίζει τη διαδικασία του καθαρισμού των μετάλλων από τις διάφορες προσμίξεις ή ακόμα και τον μεταξύ τους διαχωρισμό που γίνεται δια της εξαέρωσης, όπως π.χ. συμβαίνει στο καθαρισμό του υδραργύρου, ή του ψευδαργύρου κ.ά.

http://el.wikipedia.org

 

Ηρακλής Μπερίτζε

 




Αφήστε μια απάντηση